淺談活動(dòng)斷裂對(duì)高速公路橋梁建設(shè)的影響

Summary：活動(dòng)斷裂和地裂縫災(zāi)害嚴(yán)重影響著高速公路工程的建設(shè)與安全，這是交通建設(shè)急需解決的問題。本文主要闡述活動(dòng)斷裂區(qū)公路地質(zhì)災(zāi)害類型、特征與孕災(zāi)環(huán)境，分析高速公路工程在活動(dòng)斷裂過程中出現(xiàn)的原因和形式，提出相應(yīng)的預(yù)防措施，希望可以對(duì)高速公路橋梁建設(shè)有所幫助。Keys：高速公路；橋梁建設(shè)；活動(dòng)斷裂前言：隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各個(gè)區(qū)域的高速公路橋梁建設(shè)也在不斷的延伸。然而，受到各地區(qū)工程地質(zhì)條件的影響，尤其是活動(dòng)斷裂、地裂縫，讓公路工程的建設(shè)受到了嚴(yán)重的威脅。建成的高速公路橋梁也會(huì)因?yàn)槭艿交顒?dòng)斷裂的影響，出現(xiàn)路基路面、橋基橋涵、隧道的變形，出現(xiàn)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。由此可見，活動(dòng)斷裂已經(jīng)嚴(yán)重影響到了高級(jí)公路工程的安全建設(shè)和運(yùn)營(yíng)。本文對(duì)活動(dòng)斷裂區(qū)公路地質(zhì)的類型、特征以及環(huán)境進(jìn)行了分析，從活動(dòng)斷裂引起的致災(zāi)機(jī)理入手，分析了公路橋梁工程斷裂活動(dòng)的表現(xiàn)形式，提出了相應(yīng)的解決方法，希望可以給高速公路橋梁工程防災(zāi)減災(zāi)。一、活動(dòng)斷裂區(qū)公路地質(zhì)災(zāi)害類型、特征與孕災(zāi)環(huán)境分析（一）滑坡分布及特征對(duì)活動(dòng)斷裂區(qū)的情況進(jìn)行實(shí)際的統(tǒng)計(jì)會(huì)發(fā)現(xiàn)，高速公路橋梁建設(shè)所經(jīng)過的區(qū)域存在斷裂的情況，巖土體的地質(zhì)一般、有的地段比較差，山脈起伏溝壑縱橫，地形比較復(fù)雜，地貌多樣化。當(dāng)出現(xiàn)一些暴雨、地震自然災(zāi)害以及人為活動(dòng)等，就會(huì)作用于不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育?；率巧絽^(qū)最常見的地質(zhì)災(zāi)害，該區(qū)域路線內(nèi)的滑坡不多，但是存在很多不穩(wěn)定的因素比如邊坡比較多，工程建設(shè)沿線有很多堆積物，在開挖邊坡時(shí)容易出現(xiàn)工程滑坡的情況?；露嘁酝临|(zhì)滑坡為主，基巖滑坡比較少。按照規(guī)模情況來看，多是以小型、中型為主。大型的滑坡數(shù)量比較少，占比較小。（二）崩塌分布及特征西南地區(qū)工程建設(shè)容易出現(xiàn)崩塌的情況，因?yàn)樵摰貐^(qū)多是由堅(jiān)硬巖組成的懸崖陡坡，受到不同巖性的影響規(guī)模也不同。本文以中小型崩塌為主，穩(wěn)定性差。出現(xiàn)崩塌的情況主要是因?yàn)樽匀恍逼禄蛘呷斯み吰聝煞N因素的影響，大部分是因?yàn)槿祟惞こ袒顒?dòng)引發(fā)的，其中公路沿線尤其嚴(yán)重。花崗巖、流紋巖、安山巖等巖漿巖分布區(qū)，山坡的坡度和高度都較大，容易出現(xiàn)大規(guī)模的崩塌情況。當(dāng)坡面巖體出現(xiàn)裂縫的情況后，容易出現(xiàn)崩塌、石塊掉落的問題，會(huì)在坡腳處形成石堆群。當(dāng)工程建設(shè)經(jīng)過谷坡時(shí)，給施工人員帶來大量的工作量，在開挖的過程中，會(huì)形成更大更高的邊坡，引發(fā)更大的崩塌。（三）泥石流分布及特征在高速公路橋梁建設(shè)過程中，泥石流問題比較常見，它多出現(xiàn)在山區(qū)地區(qū)，是因?yàn)楸┯暌鸬囊环N常見地質(zhì)災(zāi)害。泥石流的發(fā)生所經(jīng)過的溝谷為泥石流溝。當(dāng)出現(xiàn)暴雨時(shí)，就會(huì)引發(fā)不同規(guī)模的泥石流。受到地形地貌的影響，地質(zhì)結(jié)構(gòu)、雨量的不同，出現(xiàn)的泥石流類型和發(fā)育程度也存在不同。（四）活動(dòng)斷裂區(qū)地質(zhì)災(zāi)害孕災(zāi)環(huán)境分析活動(dòng)斷裂區(qū)孕育災(zāi)害的環(huán)境對(duì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生起關(guān)鍵的主導(dǎo)作用，本文主要研究的地質(zhì)災(zāi)害為滑坡、崩塌和泥石流，成因比較復(fù)雜，主要受地形地貌、巖土體、降雨、活動(dòng)斷裂帶和人為因素的影響。尤其是在活動(dòng)斷裂區(qū)，地質(zhì)災(zāi)害受到活動(dòng)斷裂帶因素的影響更加的嚴(yán)重。尤其是西南地區(qū)的高速公路很容易受到多條斷裂帶的影響，比如，安寧河斷裂帶、龍門山斷裂帶、小江河斷裂等，該地區(qū)的地形更加的陡峭，巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，常會(huì)引發(fā)巖體破碎、松散，這些破碎的巖石在發(fā)生地震、雨水、人工活動(dòng)等因素的影響，更加容易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。孕災(zāi)環(huán)境因素是形成地質(zhì)災(zāi)害的主要因素，孕災(zāi)環(huán)境主要分為兩類：一是自然孕災(zāi)環(huán)境因素；二是人文孕災(zāi)環(huán)境因素。通過對(duì)活動(dòng)斷裂區(qū)地質(zhì)災(zāi)害孕災(zāi)環(huán)境分析研究可知，本文研究的區(qū)域主要是受到自然和人文孕災(zāi)環(huán)境因素的綜合影響，本文的側(cè)重點(diǎn)在于研究活動(dòng)斷裂帶對(duì)地質(zhì)災(zāi)害形成的影響。橋梁建設(shè)主要分為梁橋、拱橋、懸橋，按照用途又分為公路橋、公鐵兩用橋、人行橋等，本文主要分析的是高速公路橋梁。通過分析活動(dòng)斷裂帶對(duì)線狀區(qū)域地形地貌、巖土體條件、地震的影響，得出了活動(dòng)斷裂帶和地質(zhì)災(zāi)害之間存在相互影響的關(guān)系?；顒?dòng)斷裂帶一般都是地質(zhì)災(zāi)害集中分布的區(qū)域。地質(zhì)災(zāi)害和斷裂帶的走向基本吻合，地質(zhì)災(zāi)害的分布點(diǎn)會(huì)隨著活動(dòng)斷裂帶主干斷裂距離的增大而減小，在斷層相交的區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害比較集中?；顒?dòng)斷裂帶區(qū)域的地層出現(xiàn)滑坡、泥石流等自然災(zāi)害時(shí)，會(huì)使得該區(qū)域的地層發(fā)生傾斜，使得巖層出現(xiàn)分離的情況，地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)給其提供了良好的孕災(zāi)環(huán)境。在高速公路橋梁建設(shè)過程中，要加強(qiáng)對(duì)活動(dòng)斷裂帶的控制，降低地質(zhì)災(zāi)害對(duì)橋梁建設(shè)的影響。二、全新活動(dòng)斷裂和地裂縫的成災(zāi)機(jī)制（一）振動(dòng)破壞當(dāng)能量集中到一定程度后，就會(huì)發(fā)生斷裂的錯(cuò)動(dòng)，也就是會(huì)出現(xiàn)地震的情況，以地震波的形式向周圍傳播，引發(fā)巖土體的振動(dòng)。當(dāng)振動(dòng)速度過大時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)地面的破裂，引發(fā)建筑物的倒塌、破裂。比如，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，會(huì)引發(fā)橋梁的移位、坍塌、墜落等。（二）變形破壞無論是斷層的粘滑還是蠕滑，都會(huì)使斷層和地裂縫產(chǎn)生較大的變形。這樣的變形都是三維空間上的變形，具有一定的張拉、剪切以及扭動(dòng)的特點(diǎn)。當(dāng)變形過大時(shí)，就會(huì)直接導(dǎo)致建筑的結(jié)構(gòu)，影響它的正常使用。通過搜集大量的實(shí)例可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)活動(dòng)斷裂不斷活動(dòng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致淺表地質(zhì)體出現(xiàn)變形、位移和破裂的情況，從而引發(fā)地面建筑物的破壞、道路變形、橋梁受損以及其他工程的損壞。（三）次生破壞出現(xiàn)斷裂活動(dòng)時(shí)，除了會(huì)產(chǎn)生上述問題以外，還會(huì)給公路沿線帶來一定的次生災(zāi)害，比如崩塌、滑坡、地裂縫、地面沉降等。蠕滑斷裂和地裂縫災(zāi)害是長(zhǎng)期活動(dòng)效應(yīng)，它們的活動(dòng)會(huì)影響到地質(zhì)體內(nèi)出現(xiàn)位移、變形場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)，這些情況又會(huì)通過地基來影響建筑物，從而對(duì)土體和建筑物造成破壞。地基土體的破壞會(huì)使得土體強(qiáng)度降低，整個(gè)的承載力變小，建筑物本身的自重會(huì)出現(xiàn)不均勻沉降，使得整個(gè)結(jié)構(gòu)受到破壞。出現(xiàn)地裂縫之后會(huì)受到滲透因素的影響，地表水沿著縫隙滲透到地底，出現(xiàn)沖刷和腐蝕的情況，導(dǎo)致地裂縫越來越大，使得周圍的巖土體發(fā)生軟化。長(zhǎng)期濕潤(rùn)會(huì)使得局部的地面出現(xiàn)沉降、塌陷的問題。三、活動(dòng)斷裂對(duì)高速公路工程建設(shè)的危害（一）對(duì)路基路面的破壞活動(dòng)斷裂構(gòu)造對(duì)公路路基路面的破壞主要表現(xiàn)為水平拉張與垂直錯(cuò)動(dòng)。前者出現(xiàn)的斷裂，主要是因?yàn)榛顒?dòng)斷裂構(gòu)造和道路夾角的不同，容易出現(xiàn)以下兩種不同形式的破壞。一是橫向破壞。活動(dòng)斷裂構(gòu)造和道路以大角度相交時(shí)，會(huì)導(dǎo)致路面出現(xiàn)陡坎，出現(xiàn)單條裂縫時(shí)對(duì)道路的影響范圍會(huì)比較小。出現(xiàn)上述情況，多是和公路分布有關(guān)。二是縱向破壞。在布線的過程中，要盡可能的使道路和斷裂大角度相交，但是受到多方面因素的影響，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)和斷裂小角度相交的情況，在這一情況下會(huì)出現(xiàn)縱向破壞，導(dǎo)致路面出現(xiàn)長(zhǎng)距離的破裂段。當(dāng)工程建設(shè)完成后，投入運(yùn)營(yíng)會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)活動(dòng)強(qiáng)烈的地裂縫小角度相交，會(huì)出現(xiàn)較長(zhǎng)的裂縫，影響到交通運(yùn)行的質(zhì)量。即使是那些不和道路直接相交的裂縫也會(huì)受其影響，產(chǎn)生的破壞不容忽視。（二）對(duì)橋梁的破壞活動(dòng)斷裂對(duì)橋梁的破壞比較嚴(yán)重，它主要體現(xiàn)在維修的費(fèi)用較高、維護(hù)的時(shí)間長(zhǎng)、影響到現(xiàn)行的交通，在維護(hù)方面技術(shù)難度較大。對(duì)于橋梁的破壞表現(xiàn)形式主要有四種：一是橋頭跳車、二是橋梁承臺(tái)破裂、三是落梁、四是倒塌。比如某立交橋，出現(xiàn)地裂縫斜交橋位，雖然在設(shè)計(jì)過程中采用了特殊的橋梁結(jié)構(gòu)和加固，但是也沒有改變出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形的問題。再比如，青島立交、西黃高速公路橋梁等因活動(dòng)斷層、地裂縫的活動(dòng)出現(xiàn)不同程度的損壞。（三）對(duì)隧道的破壞活動(dòng)斷裂不僅會(huì)讓隧道出現(xiàn)襯砌裂縫、錯(cuò)斷，還會(huì)出現(xiàn)襯砌破壞引起的漏水、涌水等次生災(zāi)害，會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的后果。除此之外，隧道進(jìn)出口邊坡會(huì)因?yàn)榛顒?dòng)斷裂出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，隧道邊界會(huì)因?yàn)閿鄬拥腻e(cuò)動(dòng)而減小，這樣的情況都會(huì)影響到隧道的安全，不利于車輛的正常運(yùn)行。隧道襯砌會(huì)發(fā)生變形損害，隧道襯砌主要承受地層壓力，防止圍巖變形塌落。隧道襯砌變形裂損和破壞主要和斷裂的走向、活動(dòng)的特征、隧道相交的情況有關(guān)。斷裂帶和隧道成一定角度斜交時(shí)就會(huì)出現(xiàn)開裂，當(dāng)斷裂活動(dòng)量變大時(shí)就會(huì)出現(xiàn)剪斷的情況。隧道滲漏水破壞，在穿過隧道或者靠近地下水層時(shí)，就會(huì)受到地下水的作用，隧道周圍斷裂發(fā)生活動(dòng)時(shí)，地表水就會(huì)沿著縫隙進(jìn)入其中，會(huì)整個(gè)隧道產(chǎn)生大的壓力，當(dāng)水壓達(dá)到一定程度后，就會(huì)引發(fā)隧道襯砌破裂。此外，地表水會(huì)沿著裂縫流動(dòng)進(jìn)入到地下，會(huì)沖刷裂縫兩側(cè)，使得裂縫越來越大，隨著水流沖刷的進(jìn)一步加強(qiáng)，會(huì)導(dǎo)致隧道底部土層被掏空，出現(xiàn)了下沉，邊墻開裂使得整個(gè)道路都出現(xiàn)下沉開裂。當(dāng)襯砌因?yàn)閿嗔鸦顒?dòng)出現(xiàn)裂縫或者錯(cuò)斷，水就會(huì)進(jìn)入到隧道中，出現(xiàn)滲漏水和淌水的情況，嚴(yán)重的話就會(huì)出現(xiàn)涌水的事故。（四）對(duì)公路邊坡的破壞當(dāng)活動(dòng)斷裂問題出現(xiàn)后，容易影響到公路邊坡出現(xiàn)崩塌、滑坡等情況。不用高強(qiáng)度的地震，就會(huì)引發(fā)邊坡不穩(wěn)定的問題。當(dāng)邊坡失去穩(wěn)定性后，就會(huì)給一定范圍內(nèi)的路基、橋梁等帶來不同程度的破壞。四、預(yù)防活動(dòng)斷裂對(duì)高速公路橋梁建設(shè)的措施（一）避讓措施面對(duì)內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)所引發(fā)的活動(dòng)斷裂問題，是人為難以控制的，但是可以通過采取相應(yīng)的措施來降低損失。在建設(shè)高速公路橋梁時(shí)，可以充分考慮活動(dòng)斷裂的區(qū)域，對(duì)這一區(qū)域進(jìn)行避讓，合理的布置相應(yīng)的路線，這樣可以預(yù)防和減緩災(zāi)害的發(fā)生。比如在橋梁建設(shè)時(shí)，通過活動(dòng)斷裂，要使道路和斷裂大角度相交，要避免活動(dòng)斷裂穿過隧道，這樣可以避免出現(xiàn)工程質(zhì)量問題。（二）適當(dāng)加強(qiáng)對(duì)于那些活動(dòng)性不強(qiáng)的斷裂，可以通過加強(qiáng)的方式來減少斷裂對(duì)道路的影響。對(duì)于高速公路橋梁可以合理搭配水泥強(qiáng)度等級(jí)和混凝土強(qiáng)度等級(jí)之間的關(guān)系，在建設(shè)橋梁工程時(shí)，要充分考慮到工程本身所承受的最大承載因素，面對(duì)路基橫向裂縫，可以在路面下增加一層鋼筋混凝土加固板，把斷裂處位移分散到整個(gè)板長(zhǎng)范圍，減少路面的突降。尤其是在面對(duì)山區(qū)高速公路橋梁建設(shè)工程時(shí)，要穿越的地形地質(zhì)條件比較復(fù)雜，施工的難度較大對(duì)技術(shù)的要求比較高，要對(duì)施工項(xiàng)目進(jìn)行基礎(chǔ)加固，保證山區(qū)高速公路橋梁的質(zhì)量。（三）抗斷設(shè)計(jì)活動(dòng)斷裂破壞具有不可抗拒性的特點(diǎn)，對(duì)于一些必須經(jīng)過斷裂地段的工程，可以通過簡(jiǎn)支體系跨越的抗斷設(shè)計(jì)方法。在采用這一方法時(shí)，要對(duì)斷裂進(jìn)行實(shí)地的勘察，了解斷裂影響帶寬度，采用成熟的技術(shù)規(guī)范施工行為，對(duì)于山區(qū)那些具有特殊的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要采用平安性原則，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，讓橋梁能夠更好地適應(yīng)復(fù)雜的自然環(huán)境，承載行車的負(fù)荷，以面對(duì)惡劣的自然條件所帶來的不利影響。比如西南地區(qū)某立交橋，采用了簡(jiǎn)支橋梁結(jié)構(gòu)，在施工的過程中對(duì)基礎(chǔ)部分進(jìn)行了加固，這樣可以減少地裂縫活動(dòng)對(duì)道路的破壞，當(dāng)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形后，定期對(duì)其進(jìn)行跟蹤檢修。（四）水治理措施。在高速公路工程建設(shè)中，水不僅會(huì)引發(fā)斷裂的發(fā)生，還會(huì)因?yàn)閿嗔殉霈F(xiàn)次生災(zāi)害，所以治理活動(dòng)斷裂要做好防水工作。除了要做好結(jié)構(gòu)本身的防水工作以外，還要對(duì)出現(xiàn)裂縫的地方做好夯實(shí)工作，防止水進(jìn)入到裂縫中引發(fā)橋梁進(jìn)一步受損。高速公路橋梁建設(shè)工作容易受到地下水的影響，要控制地下水的開采，保證地下水的動(dòng)態(tài)平衡，保證水位這樣可以減緩地裂縫活動(dòng)。（五）建立健全監(jiān)測(cè)預(yù)警機(jī)制結(jié)合活動(dòng)斷裂復(fù)雜性的特點(diǎn)，要建立健全監(jiān)測(cè)預(yù)警機(jī)制?？梢酝ㄟ^建立數(shù)據(jù)庫的方式，對(duì)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)性的分析，這樣可以更好地的了解活動(dòng)斷裂的變化，判斷出影響活動(dòng)斷裂的因素，做好預(yù)測(cè)工作。能夠給政府部門防災(zāi)減災(zāi)提供合理化的建議。活動(dòng)斷裂不僅受到自然因素的影響，還受到人為因素的影響，所以要在治理的過程中找到影響的根本因素，從實(shí)際情況入手真正的解決工程建設(shè)問題。五、結(jié)語綜上所述，活動(dòng)斷裂對(duì)高速公路橋梁建設(shè)的影響很大，不僅會(huì)影響到橋梁建設(shè)的使用壽命，還會(huì)出現(xiàn)一些生命財(cái)產(chǎn)安全事故。為了更好地保證高速公路橋梁建設(shè)的質(zhì)量，就需要做好減災(zāi)防災(zāi)的工作。斷裂活動(dòng)本身具有復(fù)雜性、影響因素的多樣性的特點(diǎn)，這就需要人們對(duì)活動(dòng)斷裂工程活動(dòng)性進(jìn)行判斷。就需要精準(zhǔn)的找到隱藏活動(dòng)斷裂、地裂縫的位置。在治理的過程中，首先要學(xué)會(huì)判斷斷裂的位置，根據(jù)周圍的實(shí)際情況來進(jìn)行處理。在面對(duì)平原地區(qū)的問題時(shí)，要了解斷裂容易被土層覆蓋，具有一定的隱蔽性，在工作過程中要學(xué)會(huì)處理隱蔽性特點(diǎn)，對(duì)公路工程進(jìn)行定量的評(píng)價(jià)。Reference[1]袁勛.閩江口—馬祖海域地質(zhì)條件對(duì)榕馬大橋規(guī)劃建設(shè)影響研究[J].福建地質(zhì),2021,40(03):239-248.[2]李瑞,張?jiān)?跨斷裂帶橋梁抗震設(shè)分析[J].中國公路,2019(23):101-103.[3]徐春明,汪春桃,許波等.郯廬斷裂